हम बताते हैं कि रसायन विज्ञान में एक उत्पाद क्या है, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा उत्पाद प्राप्त किया जाता है, और प्रतिक्रिया की उपज की गणना कैसे की जाती है।
रसायन विज्ञान में एक उत्पाद क्या है?
में रसायन विज्ञान और इसकी शाखाएं, इसे उत्पाद के रूप में जाना जाता है पदार्थों रासायनिक अभिक्रिया के बाद प्राप्त होता है।
में रासायनिक प्रतिक्रिया दो या दो से अधिक पदार्थ (सरल या यौगिक) शामिल होते हैं, जिन्हें कहा जाता है अभिकारकों या अभिकर्मकों, और जो प्रतिक्रिया में योगदान देता है परमाणु या आणविक सामग्री जिसे प्रतिक्रिया के दौरान बदल दिया जाएगा या संशोधित किया जाएगा।
एक बार रासायनिक लिंक अभिकर्मकों का, और का एक निश्चित कोटा उत्पन्न या उपभोग किया ऊर्जा जब प्रतिक्रिया होती है, तो हमारे पास एक या अधिक उत्पाद उपलब्ध होंगे।
कुछ प्रकार के अभिकर्मकों से प्राप्त उत्पाद सीधे उन स्थितियों पर निर्भर करते हैं जिनमें रासायनिक प्रतिक्रिया होती है और अभिकर्मकों की प्रकृति पर निर्भर करती है। तापमान या उत्प्रेरक की उपस्थिति (प्रतिक्रिया की गति को प्रभावित करने वाले अन्य पदार्थ) जैसी स्थितियां निर्णायक होती हैं मौसम एक प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए लेता है।
हालांकि, रासायनिक प्रतिक्रिया पर विचार किए बिना और जिन स्थितियों में यह होता है, की मात्रा मामला और ऊर्जा को संरक्षित किया जाना चाहिए, अर्थात अभिकारकों की मात्रा (परमाणुओं, अणुओं, आयनों) कि प्रतिक्रिया गठित उत्पादों की मात्रा के बराबर होनी चाहिए, और प्रतिक्रिया की शुरुआत में शामिल ऊर्जा प्रतिक्रिया के अंत में शामिल ऊर्जा के बराबर होनी चाहिए, चाहे यह ऊर्जा किसी भी प्रतिक्रिया चरण में खपत या जारी की गई हो .
यह समझना बहुत महत्वपूर्ण है कि रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान अभिकारकों में पदार्थ और ऊर्जा की मात्रा उत्पाद बनने के लिए बनाई या नष्ट नहीं होती है, यह केवल उन्हीं में परिवर्तित होती है।
एक प्रतिक्रिया की उपज
उसी तरह, निर्मित उत्पाद की (वास्तविक) मात्रा आमतौर पर सैद्धांतिक रूप से माने जाने वाले समान नहीं होती है, क्योंकि यह विशिष्ट गुणों जैसे कि अभिकर्मकों की शुद्धता या होने वाली माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के साथ-साथ पर्यावरण की स्थिति से प्रभावित होती है। प्रतिक्रिया उत्पन्न होती है, उदाहरण के लिए, तापमान और यह नमी.
वास्तविक उत्पाद मात्रा (जो व्यवहार में प्राप्त होती है और सैद्धांतिक गणना के परिणामस्वरूप नहीं) सैद्धांतिक से कम होती है, क्योंकि उपरोक्त कारणों से, उत्पाद प्रतिक्रिया के बाद शुद्धिकरण चरणों में खो सकता है, माध्यमिक प्रतिक्रियाओं में जहां ये उत्पाद हस्तक्षेप या वाष्पीकरण में यदि वे अस्थिर हैं।
किसी रासायनिक अभिक्रिया के दौरान प्राप्त की जा सकने वाली उत्पाद की अधिकतम मात्रा सैद्धांतिक उपज कहलाती है। सैद्धांतिक उपज की गणना करने के लिए प्रतिक्रिया में सीमित अभिकर्मक (अभिकर्मक जो प्रतिक्रिया के दौरान पहले समाप्त हो जाता है) को जानना आवश्यक है।
वास्तविक उत्पाद की वह मात्रा जो रासायनिक अभिक्रिया में प्राप्त होती है, प्रतिशत उपज कहलाती है।
निम्नलिखित उदाहरण में हम देखेंगे कि सैद्धांतिक उपज और रासायनिक प्रतिक्रिया की प्रतिशत उपज की गणना कैसे की जाती है, जिसमें सीमित अभिकर्मक की पहचान करनी होगी।
मान लीजिए कि हमारे पास निम्नलिखित प्रतिक्रिया है जहां 2.80 ग्राम एल्यूमीनियम 4.25 ग्राम डाइक्लोर के साथ प्रतिक्रिया करता है:
वह अलग अलग है तरीकों सीमित अभिकर्मक की पहचान करने के लिए और यह स्पष्ट करना महत्वपूर्ण है कि सीमित अभिकर्मक आवश्यक रूप से अभिकर्मक नहीं है द्रव्यमान प्रतिक्रिया शुरू करनी होगी। हम इनमें से दो विधियों का वर्णन करेंगे:
विधि 1. इसमें की राशि की गणना शामिल है तिल वास्तविक द्रव्यमान और दाढ़ द्रव्यमान का उपयोग करने वाले अभिकारक (बुराई) यू एम (सीएल2) इस मामले में) प्रत्येक अभिकर्मक के। फिर अभिकारकों के बीच वास्तविक दाढ़ अनुपात (पदार्थों की मात्रा (मोल) के बीच भागफल) की गणना की जाती है, अर्थात प्रारंभिक द्रव्यमान का उपयोग करके। इस वास्तविक दाढ़ अनुपात की तुलना संतुलित समीकरण में अभिकारकों के स्टोइकोमेट्रिक अनुपात से की जाती है (स्टोइकोमेट्रिक गुणांक का उपयोग करके गणना की जाती है)।
यह देखा जा सकता है कि वास्तविक अनुपात स्टोइकोमेट्रिक अनुपात से अधिक है, इसलिए एल्यूमीनियम (जिसके मोल की संख्या भागफल के अंश में स्थित है) अधिक है और डाइक्लोर सीमित अभिकर्मक है।
विधि 2. इस विधि में हम अभिक्रिया मोल की परिभाषा का उपयोग करते हैं। एक प्रतिक्रिया तिल प्राप्त होता है जब संतुलित या समायोजित रासायनिक समीकरण के स्टोइकोमेट्रिक गुणांक प्रतिक्रिया करते हैं। जिस प्रतिक्रिया का हम विश्लेषण कर रहे हैं, उसमें 1 मोल प्रतिक्रिया प्राप्त होती है, जब एल्युमीनियम के 2 मोल डाइक्लोर के 3 मोल के साथ प्रतिक्रिया करके 2 मोल AlCl3 उत्पन्न करते हैं, जिसे निम्नलिखित समीकरणों में दर्शाया जा सकता है:
इस तरह, एक प्रतिक्रिया जितनी अधिक होती है, प्रतिक्रिया के उतने अधिक मोल होते हैं। प्रतिक्रिया मोल्स की कम से कम मात्रा वाला अभिकर्मक सीमित कारक है, क्योंकि इस अभिकर्मक के साथ प्रतिक्रिया कम बार हो सकती है।
प्रतिक्रिया के मोल और अभिकर्मक के मोल का उपयोग करके, सीमित अभिकर्मक की पहचान निम्नानुसार की जा सकती है:
इस विधि के अनुसार, Cl2 भी सीमित अभिकर्मक है, क्योंकि यह कम प्रतिक्रिया मोल उत्पन्न करता है।
एक बार जब हम जानते हैं कि डाइक्लोर सीमित अभिकर्मक है, तो हम सैद्धांतिक उपज की गणना इस प्रकार कर सकते हैं:
फिर, हम AlCl3 के दाढ़ द्रव्यमान का उपयोग करके मोल्स को सैद्धांतिक उपज से ग्राम में परिवर्तित करते हैं (एम (AlCl3)), और फिर प्रतिशत उपज की गणना करें:
अंत में, रासायनिक प्रतिक्रिया के प्रतिशत या वास्तविक उपज की गणना की जाती है:
और उदाहरण के लिए हम इसका विश्लेषण कर रहे हैं: